JPH084537A - エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 空燃比のリーン化を図ったとしても燃焼が安
定し、ＮＯX 排出量を少なく抑えることができるように
する。 【構成】 吸気通路に底壁を天壁側へ移動させる吸気制
御弁１６を設ける。吸気制御弁を迂回して点火プラグ５
寄りに混合気を流すバイパス通路１９を設ける。吸気制
御弁を閉じた状態ではタンブルが発生する。濃い目の混
合気からなる層が点火プラグの近傍に形成される。空燃
比のリーン化を図っても安定して着火して燃焼が安定す
る。燃焼初期状態では比較的濃い目の混合気が燃焼し、
燃焼終期ではきわめて薄い混合気が燃焼してＮＯX 生成
量が少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気通路内に通路断面
積を変える吸気制御弁を備えたエンジンの吸気制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンの燃費向上を図るために
空燃比を理論空燃比に対してリーン側へ移行させること
が行われるようになってきた。このように燃料が少ない
条件で燃焼を安定させるに当たっては、気筒内での空気
と燃料の混合状態が最適となるように、吸気制御装置に
よって気筒内に吸気の旋回流を発生させる手法を採って
いた。

【０００３】前記旋回流を発生させる吸気制御装置とし
ては、例えば実開平４−１４７３６号公報に開示された
ものがある。この公報に開示された吸気制御装置は、吸
気マニホールドの下流側端部となる吸気通路内にバタフ
ライ型の吸気制御弁を配設し、この吸気制御弁に全閉時
に吸気流を偏らせるための切欠きを形成して構成されて
いた。すなわち、この吸気制御装置によれば、切欠きを
吸気制御弁における吸気通路の天壁側に形成しておくこ
とによって、全閉時に吸気流を吸気通路の天壁側へ偏ら
せることができるので、燃焼室内にシリンダ軸方向への
方向性をもった縦渦、いわゆるタンブルが発生するよう
になる。なお、燃料は燃料噴射装置によって吸気制御弁
下流側の吸気通路中に噴射されるように構成されてい
た。

【０００４】また、空燃比を理論空燃比より大きくした
場合、空燃比１６程度でＮＯX が最大量となるが、理論
空燃比よりもリーンな領域では排気の余剰酸素のために
一般的な三元触媒ではＮＯX の還元作用が得られないこ
とが知られている。なお、空燃比を理論空燃比よりリッ
チとしたり、大幅にリーンとすると、ＮＯX 生成量は少
なくなることが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに気筒内にタンブルを発生させる吸気制御装置を採用
して空燃比のリーン化を図ると、エンジン運転域が低負
荷域にあるときには燃焼が不安定になることがあった。
これは、エンジン運転域が低負荷域にあるときには吸気
の充填効率が低くなるということと、リーン化された均
一空燃比の混合気が燃焼室全域に分布するようになると
いうこととによって、点火プラグによる着火が確実でな
くなるからと推量される。

【０００６】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、空燃比のリーン化を図ったとしても
エンジン運転域の全域にわたって燃焼を安定させること
ができ、しかも、ＮＯX 排出量を少なく抑えることがで
きるようにすることを目的とする。ここでいうリーンと
は、理論空燃比よりも薄い領域を指しており、以下、こ
の領域で説明するが、本発明はよりリーンな領域でも適
用可能なものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るエンジ
ンの吸気制御装置は、少なくとも低負荷時に吸気通路底
壁を天壁側へ移動させる吸気制御弁を吸気通路に設け、
前記吸気通路の壁内に、吸気通路におけるスロットル弁
下流側と吸気弁近傍で点火プラグ寄りとなる部位とを連
通するバイパス通路を形成し、このバイパス通路と吸気
通路との上流側の連通部より上流側に燃料供給口を配設
したものである。

【０００８】第２の発明に係るエンジンの吸気制御装置
は、第１の発明に係るエンジンの吸気制御装置におい
て、バイパス通路の上流側端部を、吸気通路の壁面を凹
ませてなる膨張部に開口させたものである。

【０００９】第３の発明に係るエンジンの吸気制御装置
は、第２の発明に係るエンジンの吸気制御装置におい
て、膨張部をその上流端から下流側へ向かうにしたがっ
て次第に吸気通路断面積が大きくなるように形成し、こ
の膨張部の上流側端部に燃料噴射装置の燃料噴射口を位
置づけると共に、下流側端部にバイパス通路の上流側端
部を開口させたものである。

【００１０】第４の発明に係るエンジンの吸気制御装置
は、第２の発明に係るエンジンの吸気制御装置におい
て、膨張部を、吸気通路の壁面を全周にわたって凹ませ
ることによって形成し、この膨張部より上流側に気化器
を配設したものである。

【００１１】

【作用】第１の発明によれば、少なくとも低負荷時に吸
気制御弁によって吸気通路断面積を減少させた状態で
は、吸気通路中で吸気制御弁を介して流れる吸気はその
天壁側へ偏るようになるので、その多くが吸気弁とバル
ブシートとの間の隙間を通って気筒内に斜めに流入す
る。すなわち、気筒内を縦方向に旋回する吸気流からな
るタンブルが発生することになる。

【００１２】また、このときには吸気通路での吸気抵抗
が大きくなり、バイパス通路へも吸気負圧が大きく作用
するようになる関係から、吸気は吸気制御弁を通ること
に加え、バイパス通路を通っても気筒内に流入する。す
なわち、バイパス通路の入口より上流側に燃料が供給さ
れてなる混合気は、吸気通路とバイパス通路とに分かれ
て流れる。吸気通路を通った混合気は気筒内の略全域に
分散され、バイパス通路を通った混合気は点火プラグの
近傍に供給されることになる。

【００１３】このため、点火プラグの近傍に比較的濃い
目の混合気の層が形成されるので、空燃比のリーン化を
図ったとしても安定して着火するようになる。その上、
着火直後の燃焼初期状態では比較的濃い目の混合気が燃
焼するので、酸素量が少ないこととタンブルによる乱れ
により燃焼温度が低くなることとによってＮＯX 生成量
が少なくなる。シリンダ内における点火プラグと遠いク
ランク軸方向一端側の混合気に火炎が伝播される燃焼終
期では比較的薄めの混合気が燃焼されるが、タンブルに
よる燃焼室の混合気の攪拌によって安定した燃焼が行わ
れ、ＨＣの排出が抑えられる。したがって、三元触媒を
リーン領域で用いてＮＯX の低減が期待できない状態で
もＮＯX の発生が抑えられ、少ないＨＣ，ＣＯがさらに
触媒で浄化される。

【００１４】また、吸気制御弁によって少なくとも高負
荷時に吸気通路断面積を最大にした状態では、吸気制御
弁が吸気抵抗になることがなくなって必要な吸気流量が
確保されると共に、バイパス通路を流れる吸気が減少す
ることにより混合気の大部分が吸気通路に流入するよう
になる。このため、エンジン運転域が高負荷域にあると
きには吸気制御弁により吸気通路断面積を最大とするこ
とによって、空燃比を理論空燃比に設定することにより
三元触媒によって三成分の浄化を行いながらも高い出力
が得られる。

【００１５】したがって、エンジン運転域が低負荷域に
あるときに吸気制御弁により吸気通路断面積を減少させ
ることによって、燃焼が安定すると共にＮＯX 排出量が
減少する。

【００１６】第２の発明によれば、吸気通路上流側から
流れた混合気は膨張室と対応する部位において流速が減
少するので、吸気制御弁によって吸気通路断面積を減少
させてバイパス通路にも吸気負圧が大きく作用するよう
になると、バイパス通路へ混合気が入り易くなる。

【００１７】第３の発明によれば、吸気制御弁によって
吸気通路断面積を減少させてバイパス通路にも吸気負圧
が大きく作用するようになると、混合気の一部は膨張部
において徐々にバイパス通路の上流側端部へ向かうよう
に流れ向きが変えられ、バイパス通路に流入する。この
ため、より一層バイパス通路へ混合気が入り易くなる。

【００１８】第４の発明によれば、吸気制御弁によって
吸気通路断面積を減少させると、気化器の下流側を流れ
る混合気はその大部分がバイパス通路に流入する。これ
は、気化器から吸気通路に供給された燃料はその大部分
が吸気通路壁面に略沿うようにして流れるからである。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図５に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係るエンジンの
吸気制御装置の断面図、図２は同じく要部を拡大して示
す断面図、図３は図１におけるIII−III線断面図であ
る。なお、図３中の吸気制御弁は全閉状態で描いてあ
る。また、図３中には図１の破断位置をI−I線によって
示してある。図４は図１におけるIV−IV線断面図、図５
は図２におけるV−V線断面図、図６は図１における吸気
制御弁部分のVI−VI線断面図である。

【００２０】これらの図において、符号１は空冷４サイ
クル４気筒エンジン、２はこのエンジン１のシリンダボ
ディ、３はシリンダヘッドである。４は前記シリンダヘ
ッド３の下面を凹ませて形成された燃焼室で、この燃焼
室４には点火プラグ５が臨んでいる。

【００２１】６は前記シリンダヘッド３に形成された吸
気ポート、７は同じく排気ポートである。これらの吸気
ポート６および排気ポート７はそれぞれシリンダヘッド
３の側面に開口してこの開口部から燃焼室４へ向かって
延ばされている。そして、これらの吸気ポート６、排気
ポート７の燃焼室側の開口はそれぞれ気筒当たり１個ず
つの吸気弁８、排気弁９によって開閉される構造になっ
ている。

【００２２】吸気弁８および排気弁９は、吸気カム軸１
０、排気カム軸（図示せず）を有する従来周知の動弁装
置１１によって開閉されるように構成されている。ま
た、各気筒の吸気弁８、排気弁９は、図３に示す平面視
において吸気カム軸１０の軸線と直交する方向に並べら
れている。このような弁配置構成を採ることにより、前
記点火プラグは吸・排気弁８，９どうしの間であって燃
焼室４の中央より一側に偏った位置に配設されている。

【００２３】なお、吸気ポート６のシリンダヘッド側面
開口は、シリンダヘッド３に取付けられた吸気マニホー
ルド１２およびエアクリーナ１３等の吸気装置を介して
大気に連通されている。排気ポート７のシリンダヘッド
側面開口は、不図示の排気管を介して大気に連通されて
いる。なお、この排気管には三元触媒が介装されてい
る。また、前記吸気マニホールド１２には、手動により
開閉されるスロットル弁１４と後述する燃料噴射装置１
５とが取付けられている。なお、本発明に係る吸気通路
は、この吸気マニホールド１２内の吸気通路Ａと、前記
吸気ポート７内の吸気通路Ｂとによって構成されてい
る。

【００２４】前記吸気ポート６は、図６に示すように通
路断面が横長の長円状となるように形成されており、吸
気弁８の近傍となる部位には吸気ポート内吸気通路Ｂの
底壁側部分を閉塞して吸気通路断面積を減少させるため
の吸気制御弁１６が設けられている。この吸気制御弁１
６は全体が略円柱状に形成され、前記吸気ポート内吸気
通路Ｂの底壁６ａにその一部を没入させた状態で吸気ポ
ート６を横切っており、シリンダヘッド３に吸気カム軸
１０と平行な軸線回りに回動自在に取付けられている。
この吸気制御弁１６は、シリンダヘッド３に気筒毎に４
つ形成された吸気ポート６の全ての吸気ポート６を横切
るように、気筒並設方向の一側から他側へ向けて延びる
１本の棒体によって形成されている。なお、この吸気制
御弁１６は、シリンダヘッド３に吸気カム軸１０の軸線
方向と平行に丸穴３ａを穿設し、この丸穴３ａに嵌合さ
せることによってシリンダヘッド３に組み付けられてい
る。

【００２５】そして、この吸気制御弁１６における吸気
ポート６を横切る部分には、図３および図６に示すよう
に、吸気ポート６の横断面形状に対応した形状の切欠面
１７が形成されている。すなわち、吸気制御弁１６は図
１に示す位置に回動されることにより全開状態となり、
この全開状態で底壁６ａ内に没入していた部分が吸気ポ
ート６内に臨むように図１において左回りに回されるこ
とにより、吸気ポート６の実質的な底壁が天壁６ｂ側へ
移動して図２に示すように全閉状態となる。この全閉状
態では、吸気ポート内吸気通路Ｂの底壁側部分が吸気制
御弁１６によって閉塞されることになり、吸気通路断面
積が図６に示す全開状態に較べて減少されることにな
る。吸気制御弁１６が全閉状態にあるときに吸気制御弁
１６と天壁６ｂとの間に形成される通気空間を図２中に
符号ｇで示す。上述したように吸気制御弁１６が全閉状
態になると、吸気は前記通気空間ｇを通ることによって
吸気ポート６の天壁６ｂ側に偏って流れるようになる。

【００２６】吸気制御弁１６を全開位置と全閉位置との
間で回動させるには、吸気制御弁１６の一方の軸端部に
取付けられたプーリ１８を不図示の駆動装置により駆動
することによって行われる。なお、この吸気制御弁１６
はエンジン運転域が低負荷域にあるときに全閉状態とさ
れ、エンジン運転域が高負荷にあるときには全開状態と
される。また、吸気制御弁１６を全開状態から全閉状態
にするには、図１において左回りに回して行い、全閉状
態から全開状態にするには図２において右回りに回して
行う。

【００２７】なお、吸気制御弁１６の構成としては１本
の棒体から形成する以外に、軸方向に分割して各分割部
分を係脱自在に連結させる構成を採ってもよい。

【００２８】前記吸気ポート６における吸気ポート内吸
気通路Ｂの側壁内には、吸気制御弁１６を迂回して吸気
を流すためのバイパス通路１９が形成されている。この
バイパス通路１９は、シリンダヘッド３の側面に吸気ポ
ート６と一連になるように開口する凹陥部２０と、この
凹陥部２０の底から吸気ポート６に沿って吸気弁側へ延
びる長穴２１と、この長穴２１の吸気弁側端部に連通す
ると共に吸気ポート内吸気通路Ｂにおける吸気制御弁１
６より下流側に開口する流出穴２２とから形成されてい
る。前記長穴２１は凹陥部２０から吸気弁近傍へ向けて
ドリルによって穿設され、前記流出穴２２は吸気ポート
６の燃焼室側開口から長穴２１の先端へ向けてドリルに
よって穿設されている。

【００２９】前記凹陥部２０は図４に示すように吸気ポ
ート６の上半部を一側（図４において右側）へ凹ませて
形成され、前記長穴２１の凹陥部側開口は吸気ポート６
の真横に配設されている。この長穴２１の凹陥部側開口
が実質的にバイパス通路１９の入口となるので、以下に
おいてはこの開口をバイパス通路入口１９ａという。ま
た、前記流出穴２２の吸気ポート側開口は吸気ポート６
の吸気弁近傍であって点火プラグ５寄りとなる部位に配
設され、吸気弁側開口は図１ないし図３に示すように吸
気弁８のステム部８ａと対向する部位に配設されてい
る。

【００３０】一方、吸気マニホールド１２における前記
凹陥部２０と対向する部位には、前記凹陥部２０と共に
本発明に係る膨張部２３を構成する凹陥部２４が形成さ
れている。この凹陥部２４は吸気マニホールド内吸気通
路Ａと一連になるように吸気ポート内壁面を側方へ凹ま
せて形成され、図３に示すように、その上流端から下流
側へ向かうにしたがって次第に吸気通路断面積が大きく
なるように側壁面が傾斜されている。また、前記凹陥部
２０と凹陥部２４の上面には燃料噴射孔２５が開口され
ている。

【００３１】この燃料噴射孔２５は、両凹陥部２０，２
４との連通部から図１において右上がりに延設されて吸
気マニホールド１２の上面に開口しており、この開口に
燃料噴射装置１５が嵌合固着されている。なお、燃料噴
射孔２５は、図４に示すように、燃料噴射装置１５が凹
陥部２０と吸気ポート６との境界部と対向するように形
成されている。

【００３２】前記燃料噴射装置２０は、ＥＣＵ２６（図
１）から駆動信号が入力されたときに燃料を図１，図３
および図４中に二点鎖線で示すよう略円錐状に燃料噴射
孔２５内へ噴射する従来周知のものである。なお、この
燃料噴射装置２０から延びる二点鎖線は、円錐状に噴射
される燃料の噴射範囲を示している。

【００３３】すなわち、吸気マニホールド１２をシリン
ダヘッド３に取付けることによって、バイパス通路入口
１９ａが膨張部２３を介して吸気制御弁１６より上流側
の吸気通路Ａ，Ｂに連通されることになる。また、この
膨張部２３の上流側端部に燃料噴射装置１５の燃料噴射
口が配置されることになる。

【００３４】次に、上述したように構成された吸気制御
装置の動作について説明する。エンジン運転域が低負荷
域にあるときには、吸気制御弁１６が図２に示すように
全閉位置に回動される。このときには、吸気マニホール
ド内吸気通路Ａ中を流れる吸気は、下流側の吸気ポート
内吸気通路Ｂが吸気制御弁１６によって狭められていて
吸気抵抗が大きくなっているため吸入空気量が少ない状
態でも吸気負圧がバイパス通路１９および膨張部２３を
介して直接に吸気通路Ａ，Ｂに作用する関係から、吸気
ポート６とバイパス通路１９との両方に流入する。

【００３５】このとき、吸気通路Ａ，Ｂの通路断面積が
膨張部２３によって部分的に拡げられていて吸気流の流
速が低減されている関係から、吸気通路内の吸気がバイ
パス通路１９に流入するに当たり流れ向きが変わり易く
なる。すなわち、積極的にバイパス通路１９へ吸気を導
くような構造になっている。また、、凹陥部２４によっ
て形成された膨張部２３の側壁面は下流側へ向かうにし
たがって吸気通路断面積が次第に大きくなるように傾斜
されているため、吸気の一部は膨張部２３において吸気
通路から徐々にバイパス通路入口１９ａへ向かうように
流れ向きが変えられる。

【００３６】吸気ポート６に流入した吸気は図２中に符
号ｇで示す通気空間ｇを通ることにより吸気ポート６の
天壁６ｂに沿うように吸気ポート６内を偏って流れ、燃
焼室側開口を通って燃焼室４に流入する。一方、バイパ
ス通路１９に流入した吸気は、長穴２１から流出穴２２
を通って吸気ポート６の吸気弁近傍に流入し、前記通気
空間ｇを通過した吸気と合流して燃焼室４に流入する。
なお、このバイパス通路１９を通った吸気は、流出穴２
２から流出した後は進行方向前方に吸気弁８のステム部
分８ａが遮蔽物として位置している関係から、その多く
が吸気ポート６の壁面に略沿って流れる。

【００３７】そして、このように吸気ポート６の燃焼室
側開口から燃焼室４に流入する吸気は、吸気弁８が開く
ことによって形成される傘状部分８ａとバルブシート２
７との間の隙間を通って燃焼室４内の排気弁９側へ斜め
に流入する。このように燃焼室４に吸気が斜めに流入す
ると、シリンダボア２ａ内には図１において矢印Ｔで示
すように左回りのタンブルが生じるようになる。

【００３８】一方、燃料噴射装置１５から吸気行程中に
噴射された燃料は、燃料噴射孔２５から膨張部２３に入
り、ここから吸気ポート６とバイパス通路１９とに分か
れて流入する。このとき、膨張部２３内にはバイパス通
路入口１９ａへ向かうように吸気が流れるため、吸気ポ
ート６側へ向かう燃料はその一部が前記吸気流によって
バイパス通路入口１９ａへ向かうように流れ向きが変え
られる。このため、燃料は吸気ポート６よりもバイパス
通路１９へ多く流入するようになる。

【００３９】上述したようにバイパス通路１９に流入し
た燃料は、バイパス通路１９を通る吸気と混合されて燃
焼室４に流入する。この混合気は、通気空間ｇを通って
流れてきた吸気ポート６側の混合気に較べて相対的に濃
い目になっている。そして、バイパス通路１９から吸気
ポート６に流出したこの濃い目の混合気はその多くが吸
気ポート壁面を伝うようにして燃焼室４に流入する。

【００４０】すなわち、吸気ポート６に流入した燃料が
混合されて通気空間ｇを通った薄目の混合気が燃焼室４
の略全域に供給されると共に、バイパス通路１９を通っ
た濃い目の混合気が点火プラグ５の近傍に供給される。
そして、燃焼室４内の点火プラグ５側には、バイパス通
路１９を通った混合気と、通気空間ｇを通った混合気の
うちの一部とが合流されてきわめて濃い混合気層が形成
される。

【００４１】このため、気筒内に上述したように生じる
タンブルは、点火プラグ５の放電部を通る濃度がきわめ
て高い混合気層と、クランク軸方向における点火プラグ
５とは遠くなるにしたがって濃度がきわめて低くなる混
合気層との濃度の異なる２層の混合気層によって形成さ
れることになる。

【００４２】したがって、空燃比を理論空燃比よりリー
ン側に設定したとしても、点火プラグ５の近傍にはクラ
ンク軸方向における点火プラグ５とは遠い部位より濃い
混合気層が形成されることになるので、着火が安定する
ようになる。その上、通気空間ｇを通りタンブルによっ
て燃焼室４内に攪拌された混合気に効率よく火炎が伝播
されて燃焼が安定するようになる。

【００４３】また、着火直後の燃焼初期状態では比較的
濃い目の混合気が燃焼するので、酸素量が少ないことと
タンブルによる乱れにより燃焼温度が低くなることとに
よってＮＯX 生成量が少なくなる。燃焼終期では点火プ
ラグ５から遠い部位の比較的薄めの混合気が燃焼される
が、タンブルによる燃焼室の混合気の攪拌によって安定
した燃焼が行われ、ＨＣの排出が抑えられる。したがっ
て、三元触媒をリーン領域で用いてＮＯX の低減が期待
できない状態でもＮＯX の発生が抑えられ、少ないＨ
Ｃ，ＣＯがさらに触媒で浄化される。

【００４４】エンジン運転域が少なくとも高負荷域に達
したときには、吸気制御弁１６は図１に示すように、切
欠面１７が吸気ポート内吸気通路Ｂの内壁面と一連にな
るよう全開位置に回動される。このときには、吸気ポー
ト内吸気通路Ｂ中には吸気制御弁１６が存在しなくなる
ので、吸気抵抗が吸気制御弁１６によって大きくなるこ
とがなくなる。すなわち、バイパス通路１９を通る吸気
が減少し、吸気マニホールド内吸気通路Ａの吸気はその
略全量が吸気ポート６内に流入するようになって、高負
荷運転に必要な吸気量が確保されるようになる。

【００４５】このときには燃料は燃料噴射孔２５から膨
張部２３を通って吸気マニホールド内吸気通路Ａおよび
吸気ポート内吸気通路Ｂに供給され、吸気ポート６に多
く流入することになる。

【００４６】したがって、エンジン運転域が低負荷域に
あるときに吸気制御弁１６により吸気通路断面積を減少
させることによって、燃焼が安定すると共にＮＯX 排出
量が減少する。また、膨張部２３を吸気通路Ａ，Ｂに設
けると吸気の流速が低減されるので、バイパス通路１９
をこの膨張部２３に開口させると、吸気制御弁１６が閉
状態にあるときには混合気がバイパス通路１９に流入し
易くなる。

【００４７】さらに、膨張室２３を下流側に向かうにし
たがって吸気通路断面積が次第に大きくなるように形成
し、この膨張室２３の上流側端部に燃料噴射装置１５の
燃料噴射口を位置づけると、吸気制御弁１６が閉状態に
あるときには混合気の一部は膨張部２３において徐々に
バイパス通路入口１９ａへ向かうように流れ向きが変え
られ、バイパス通路１９に流入する。このため、より一
層バイパス通路１９へ混合気が入り易くなる。

【００４８】なお、本実施例では燃料を燃料噴射装置に
よって供給した例を示したが、気化器によって供給して
もよい。この例を図７〜図１２によって説明する。図７
は気化器を用いた実施例を示す側断面図、図８は図７に
おけるVIII−VIII線断面図、図９は図７におけるIX−IX
線断面図である。図１０は吸気通路の底壁側に隔壁を設
けた実施例を示す側断面図、図１１は図１０におけるXI
−XI線断面図、図１２は吸気通路の天壁側に隔壁を設け
た実施例を示す側断面図である。なお、図９では、吸気
制御弁を全開状態として描いてある。これらの図におい
て前記図１ないし図６で説明したものと同一もしくは同
等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略す
る。

【００４９】図７〜図９において、符号３１は気化器、
３２はこの気化器３１の主燃料噴口（図示せず）挿入さ
れたニードル、３３はアイドリング時を含む低速低負荷
時に燃料を供給するための低速低負荷用燃料噴口であ
る。前記気化器３１は、ゴムジョイント３４および吸気
管３５を介して吸気マニホールド１２に接続されてい
る。

【００５０】前記吸気管３５の吸気マニホールド側端部
は、吸気マニホールド１２の管状先端部３６を収容する
ことができるように、通路内径が気化器側より大きく形
成されている。すなわち、吸気管３５の大径穴に吸気マ
ニホールド１２の管状先端部３６を臨ませることによっ
て本発明に係る膨張部２３が環状に形成されている。一
方、吸気マニホールド１２にはシリンダヘッド３の長穴
２１と前記膨張部２３とを連通する丸穴３７が形成され
ている。この丸穴３７の上流側端部は、膨張部２３の上
下両側からも混合気が入り易いように、膨張部２３の最
上部および最下部に向かって壁面が傾斜されている。こ
の傾斜面を符号３７ａで示す。

【００５１】また、本実施例のバイパス通路１９は、長
穴２１が図９に示すように吸気制御弁１６と交差するよ
うに形成されている。そして、吸気制御弁１６における
長穴２１と対応する部分には、長穴２１の穴形状と略等
しい形状の切欠面３８が形成されている。この切欠面３
８は、吸気制御弁１６の吸気ポート側の切欠面１７が吸
気ポート内吸気通路Ｂと一連になるとき、換言すれば吸
気制御弁１６が全開状態になったときに、長穴２１の内
壁と一連になるような位置に形成されている。

【００５２】すなわち、吸気ポート内吸気通路Ｂが吸気
制御弁１６により絞られるときにはバイパス通路１９も
吸気制御弁１６によって絞られ、吸気ポート内吸気通路
Ｂに吸気制御弁１６が存在しなくなるときにはバイパス
通路１９からも吸気制御弁１６は存在しなくなる。

【００５３】このように構成すると、吸気制御弁１６に
よって吸気通路断面積を減少させると、気化器３１の下
流側を流れる混合気はその大部分が膨張部２３からバイ
パス通路１９に流入するようになる。これは、気化器３
１から吸気通路に供給される燃料はニードル３２が臨む
主燃料噴口や低速低負荷燃料噴口３３から流出されるか
らである。すなわち、これらの燃料は何れも吸気通路内
壁面に沿うように流れ、吸気管３５から吸気マニホール
ド１２に流入するより膨張部３２に入る方が多くなるか
らである。

【００５４】そして、上述したように吸気制御弁１６が
閉状態になると、吸気ポート６内およびバイパス通路１
９内を流れる混合気は吸気制御弁１６によって各々の通
路の天壁側へ偏らされた状態で吸気弁近傍で合流し、燃
焼室４へ流入する。このため、前記図１〜図６で示した
実施例に較べて強いタンブルが発生する。

【００５５】すなわち、本実施例の吸気制御装置では前
記実施例と同様の効果が得られることに加え、強いタン
ブルを発生させることができるという効果も得られる。
なお、このバイパス通路１９にも吸気制御弁１６を臨ま
せるという構成は、図１〜図６の実施例にも適用するこ
とが可能である。

【００５６】図１０および図１１に示す吸気制御装置
は、アイドリング時を含む低速低負荷時に気化器から供
給される燃料をバイパス通路へ導くための隔壁を設けた
ものである。これらの図において前記図７〜図９で説明
したものと同一もしくは同等部材については、同一符号
を付し詳細な説明は省略する。図１０および図１１にお
いて、４１は隔壁で、この隔壁４１は金属製平板によっ
て形成されており、気化器３１および吸気管３５にその
両側部が嵌合支持されている。この隔壁４１は、本実施
例で採用した気化器３１はニードル３２が臨む主燃料噴
口と低速低負荷燃料噴口３３との両方が吸気通路底壁に
開口されている関係から吸気通路底壁側に位置づけら
れ、吸気通路内の底壁側を他の部位に対して画成してい
る。また、隔壁４１における吸気流の上流側となる端部
はスロットル弁１４の下流側近傍に位置づけられ、吸気
流の下流側となる端部は下方へ向けて屈曲されてその先
端部分が吸気マニホールド１２の管状先端部３６に当接
されている。

【００５７】このように構成すると、気化器３１から供
給される燃料が上述した各実施例に較べてより多くバイ
パス通路１９に流入するようになる。特にアイドリング
運転時には燃料の略全量がバイパス通路１９に流入する
ので、アイドリング運転がより一層安定する。

【００５８】図１２に示す吸気制御装置は、吸気弁が２
個設けられたエンジンに本発明を適用したものである。
同図において前記図１ないし図１１で説明したものと同
一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な
説明は省略する。図１２に示すシリンダヘッド３は吸気
ポート６が途中で２つの分岐通路に分岐され、各分岐通
路を開閉するように吸気弁８が２個設けられている。ま
た、点火プラグ５は燃焼室４の略中央となる部位に配置
されている。さらに、吸気制御弁１６は、前記２つの分
岐通路を横切るように形成され、切欠面１７が分岐通路
毎に形成されている。

【００５９】そして、２つの分岐通路の間に位置する隔
壁４２に圧入孔４３が穿設され、この圧入孔４３にバイ
パス管４４が圧入されている。本実施例では、前記バイ
パス管４４およびこのバイパス管４４の先端側に位置し
て両分岐通路どうしを連通する開口４５とによってバイ
パス通路１９が形成されている。

【００６０】バイパス管４４の上流側端部はシリンダヘ
ッド３における吸気マニホールド１２側端面に開口する
ように位置づけられている。そして、吸気マニホールド
１２には、前記バイパス管４４の上流側端部と対向する
凹陥部４６が形成されると共に、吸気通路を吸気ポート
６側とバイパス管４４側とに画成するように隔壁４１が
取付けられている。この隔壁４１は吸気流の上流側とな
る端部が気化器３１内におけるスロットル弁１４の下流
側近傍に位置づけられ、吸気流の下流側となる端部がシ
リンダヘッド３の吸気マニホールド側端面に当接されて
いる。

【００６１】すなわち、バイパス通路１９の実質的な上
流側端部は、隔壁４１と吸気通路壁面との間に形成され
た空間を介してスロットル弁下流側までバイパス管４４
から延長されることになる。また、この延長部分には低
速低負荷燃料噴口３３が開口している。なお、この気化
器３１のニードル（図示せず）が臨む主燃料噴口は、前
記低速低負荷燃料噴口３３とは上下反対側の吸気通路底
壁側に開口している。

【００６２】このように構成しても吸気制御弁１６が閉
状態になると点火プラグ５の近傍に濃い目の混合気層が
形成され、吸気制御弁１６が開状態になると吸気ポート
６内には吸気制御弁１６が存在しなくなるので、図１〜
図６で示した実施例と同様の効果が得られる。

【００６３】なお、上述した各実施例では４気筒エンジ
ンに本発明を適用する例を示したが、気筒数はこれに限
定されることはなく、適宜変更することができる。ま
た、吸気弁の数量も１個あるいは２個に限定されず、３
個以上であってもよい。何れの場合でもバイパス通路の
出口は点火プラグ寄りに位置づけておく。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係るエ
ンジンの吸気制御装置は、少なくとも低負荷時に吸気通
路底壁を天壁側へ移動させる吸気制御弁を吸気通路に設
け、前記吸気通路の壁内に、吸気通路におけるスロット
ル弁下流側と吸気弁近傍で点火プラグ寄りとなる部位と
を連通するバイパス通路を形成し、このバイパス通路と
吸気通路との上流側の連通部より上流側に燃料供給口を
配設したため、吸気制御弁によって吸気通路断面積を減
少させた状態では、吸気通路中で吸気制御弁を介して流
れる吸気はその天壁側へ偏るようになるので、その多く
が吸気弁とバルブシートとの間の隙間を通って気筒内に
斜めに流入する。すなわち、気筒内を縦方向に旋回する
吸気流からなるタンブルが発生することになる。

【００６５】また、このときには吸気通路での吸気抵抗
が大きくなり、バイパス通路へも吸気負圧が大きく作用
するようになる関係から、吸気は吸気制御弁を通ること
に加え、バイパス通路を通っても気筒内に流入する。す
なわち、バイパス通路の入口より上流側に燃料が供給さ
れてなる混合気は、吸気通路とバイパス通路とに分かれ
て流れる。吸気通路を通った混合気は気筒内の略全域に
分散され、バイパス通路を通った混合気は点火プラグの
近傍に供給されることになる。

【００６６】このため、点火プラグの近傍に比較的濃い
目の混合気の層が形成されるので、空燃比のリーン化を
図ったとしても安定して着火するようになる。その上、
着火直後の燃焼初期状態では比較的濃い目の混合気が燃
焼するので、酸素量が少ないこととタンブルによる乱れ
により燃焼温度が低くなることとによってＮＯX 生成量
が少なくなる。シリンダ内における点火プラグと遠いク
ランク軸方向一端側の混合気に火炎が伝播される燃焼終
期では比較的薄めの混合気が燃焼されるが、タンブルに
よる燃焼室の混合気の攪拌によって安定した燃焼が行わ
れ、ＨＣの排出が抑えられる。したがって、三元触媒を
リーン領域で用いてＮＯX の低減が期待できない状態で
もＮＯX の発生が抑えられ、少ないＨＣ，ＣＯがさらに
触媒で浄化される。

【００６７】また、吸気制御弁によって少なくとも高負
荷時に吸気通路断面積を最大にした状態では、吸気制御
弁が吸気抵抗になることがなくなって必要な吸気流量が
確保されると共に、バイパス通路を流れる吸気が減少す
ることにより混合気の大部分が吸気通路に流入するよう
になる。このため、エンジン運転域が高負荷域にあると
きには吸気制御弁により吸気通路断面積を最大とするこ
とによって、空燃比を理論空燃比に設定することにより
三元触媒によって三成分の浄化を行いながらも高い出力
が得られる。

【００６８】したがって、エンジン運転域が低負荷域に
あるときに吸気制御弁により吸気通路断面積を減少させ
ることによって、燃焼が安定すると共にＮＯX 排出量が
減少する。

【００６９】第２の発明に係るエンジンの吸気制御装置
は、第１の発明に係るエンジンの吸気制御装置におい
て、バイパス通路の上流側端部を、吸気通路の壁面を凹
ませてなる膨張部に開口させたため、吸気通路上流側か
ら流れた混合気は膨張室と対応する部位において流速が
減少するので、吸気制御弁によって吸気通路断面積を減
少させてバイパス通路にも吸気負圧が大きく作用するよ
うになると、バイパス通路へ混合気が入り易くなる。

【００７０】したがって、第１の発明に較べて低負荷運
転時の燃焼安定性が高まる。

【００７１】第３の発明に係るエンジンの吸気制御装置
は、第２の発明に係るエンジンの吸気制御装置におい
て、膨張部をその上流端から下流側へ向かうにしたがっ
て次第に吸気通路断面積が大きくなるように形成し、こ
の膨張部の上流側端部に燃料噴射装置の燃料噴射口を位
置づけると共に、下流側端部にバイパス通路の上流側端
部を開口させたため、吸気制御弁によって吸気通路断面
積を減少させてバイパス通路にも吸気負圧が大きく作用
するようになると、混合気の一部は膨張部において徐々
にバイパス通路の上流側端部へ向かうように流れ向きが
変えられ、バイパス通路に流入する。このため、より一
層バイパス通路へ混合気が入り易くなる。

【００７２】したがって、第１および第２の発明の効果
に加え、燃料噴射装置を用いて低負荷運転時での燃焼安
定性をより一層高めることができる。

【００７３】第４の発明に係るエンジンの吸気制御装置
は、第２の発明に係るエンジンの吸気制御装置におい
て、膨張部を、吸気通路の壁面を全周にわたって凹ませ
ることによって形成し、この膨張部より上流側に気化器
を配設したため、吸気制御弁によって吸気通路断面積を
減少させると、気化器の下流側を流れる混合気はその大
部分がバイパス通路に流入する。これは、気化器から吸
気通路に供給された燃料はその大部分が吸気通路壁面に
略沿うようにして流れるからである。

【００７４】したがって、第１および第２の発明の効果
に加え、気化器を用いて低負荷運転時での燃焼安定性を
より一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るエンジンの吸気制御装置の断面
図である。

【図２】 本発明に係るエンジンの吸気制御装置の要部
を拡大して示す断面図である。

【図３】 図１におけるIII−III線断面図である。な
お、図３中の吸気制御弁は全閉状態で描いてある。

【図４】 図１におけるIV−IV線断面図である。

【図５】 図２におけるV−V線断面図である。

【図６】 図１における吸気制御弁部分のVI−VI線断面
図である。

【図７】 気化器を用いた実施例を示す側断面図であ
る。

【図８】 図７におけるVIII−VIII線断面図である。

【図９】 図７におけるIX−IX線断面図である。

【図１０】 吸気通路の底壁側に隔壁を設けた実施例を
示す側断面図である。

【図１１】 図１０におけるXI−XI線断面図である。

【図１２】 吸気通路の天壁側に隔壁を設けた実施例を
示す側断面図である。

【符号の説明】

３…シリンダヘッド、４…燃焼室、５…点火プラグ、６
…吸気ポート、８…吸気弁、１２…吸気マニホールド、
１４…スロットル弁、１５…燃料噴射装置、１６…吸気
制御弁、１７…切欠面、１９…バイパス通路、２１…長
穴、２３…膨張部、２４…凹陥部、２５…燃料噴射孔、
３１…気化器、３２…ニードル、３３…低速低負荷燃料
噴口、３５…吸気管、４１…隔壁、４４…バイパス管、
４５…開口。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路に、少なくとも低負荷時にこの
   吸気通路の底壁を天壁側へ移動させて吸気通路断面積を
   減少させる吸気制御弁を設け、前記吸気通路の壁内に、
   吸気通路におけるスロットル弁下流側と吸気弁近傍であ
   って点火プラグ寄りとなる部位とを連通するバイパス通
   路を形成し、このバイパス通路と吸気通路との上流側の
   連通部より上流側に燃料供給口を配設したことを特徴と
   するエンジンの吸気制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエンジンの吸気制御装置
   において、バイパス通路の上流側端部を、吸気通路の壁
   面を凹ませてなる膨張部に開口させたことを特徴とする
   エンジンの吸気制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のエンジンの吸気制御装置
   において、膨張部をその上流端から下流側へ向かうにし
   たがって次第に吸気通路断面積が大きくなるように形成
   し、この膨張部の上流側端部に燃料噴射装置の燃料噴射
   口を位置づけると共に、下流側端部にバイパス通路の上
   流側端部を開口させたことを特徴とするエンジンの吸気
   制御装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載のエンジンの吸気制御装置
   において、膨張部を、吸気通路の壁面を全周にわたって
   凹ませることによって形成し、この膨張部より上流側に
   気化器を配設したことを特徴とするエンジンの吸気制御
   装置。